物理冶金学考试题
冶金物理化学(标注)-复习题
《冶金物理化学》复习题一、填空题1.冶金物理化学的理论基础包括、、等知识；冶金物理化学的理论基础包括普通化学、高等数学、物理化学等知识；标注：第1次作业填空2.热力学三大定律是：、、。
第一定律（能量守恒，转化）；第二定律（反应进行的可能性及限度）、第三定律（绝对零度不能达到）。
标注：第1次作业填空3.在外界条件改变时，体系的状态就会发生变化，这种变化称为，变化前称，变化达到的状态称。
实现过程的方式称为。
在外界条件改变时，体系的状态就会发生变化，这种变化称为过程，变化前称始态，变化达到的状态称终态。
实现过程的方式称为途径。
标注：第3次作业填空4.状态函数的特点：只取决于，与达到此无关，等都是状态函数，U、H、S、G等也是状态函数。
状态函数的特点：只取决于体系的状态，与达到此状态的途径无关，p、V、T 等都是状态函数，U、H、S、G也是状态函数。
标注：第3次作业填空5、二元相图的反应类型有形成、、、共析反应、偏晶反应、带有固溶体的共晶反应等。
二元相图的反应类型有形成完全固溶体、共晶反应、包晶反应、共析反应、偏晶反应、带有固溶体的共晶反应等。
标注：第5次作业填空6、三元相图有：，如CaO-SiO 2-Al 2O 3三元相图；和、图和等温截面图。
三元相图有：普通相图，如CaO-SiO 2-Al 2O 3三元相图；和等活度、等黏度图和等温截面图。
标注：第4次作业填空7、炉渣的理化性质包括：、、、表面张力（界面张力）、导电性、氧化性（还原性）、气体在渣中溶解度等六个方面。
炉渣的理化性质包括：碱度、黏度、熔点、表面张力（界面张力）、导电性、氧化性（还原性）、气体在渣中溶解度等六个方面。
标注：第5次作业填空8、分子结构理论认为，分子间的作用力为。
标注：第5次作业填空9、离子结构理论认为，离子间的作用力为。
10、高炉渣内的、、、等表面张力，这些物质在表面层中的浓度大于内部的浓度，称为。
高炉渣内的SiO 2、TiO 2、K 2O 、CaF 2等表面张力较低，这些物质在表面层中的浓度大于内部的浓度，称为表面活性物质。
物理冶金原理思考题
《物理冶金原理》复习思考题晶体学基础、金属及合金相结构、固体金属原子扩散1、简述题及基本概念：金属键及金属的性能特点；金属晶体、金属非晶的结构及性能特点；材料分类方法及各类材料的有缺点；复合材料性能特点及存在的问题；空间点阵、晶胞及点阵常数；晶体结构符号（Pearson符号）；晶面指数及晶向指数的求法；晶面族与晶向族；晶带、晶带轴及晶带定理；配位数、致密度、原子半径; 间隙、间隙半径；合金、组元、相及合金分类；固溶体（置换、间隙及有序固溶体）；固溶强化；中间相（正常价化合物、电子化合物、间隙相、间隙化合物、拓扑密堆相[TCP相]）的结构及其性能特点；同素异构转变及意义；2、在面心立方晶胞中，ABCD四点构成一个正四面体，四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B(1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)，写出该四面体中四个面的晶面指数及六条边的晶向指数；3、求体心立方（BCC）、面心立方（FCC）及密排六方（HCP）晶胞的原子数、原子半径、配位数、致密度、间隙半径；4、碳在α-Fe（BCC）及γ-Fe（FCC）中的最大固溶度（原子百分数）分别为0.1%和8.9%，若碳原子均位于八面体间隙中，试分别计算α-Fe及γ-Fe中八面体间隙被碳原子占据的百分数；5、试述置换式固溶体与间隙式固溶体的形成条件、影响固溶度的主要因素及性能特点。
6、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因素；7、试比较间隙固溶体与间隙相的结构特征及性能特点8、组元A具有面心立方晶体结构，组元B固溶于A中形成置换式固溶体，试问A3B还是A2B成分的固溶体更易形成有序固溶体？9、基本概念：扩散，扩散激活能，扩散驱动力，扩散系数。
10、试述固体合金中原子扩散的微观机制及影响金属原子扩散的主要因素。
纯金属的凝固、二元合金、三元合金相图及凝固1、简述液态金属的结构特点及性质；2、何谓液态金属的过冷现象？影响液态金属凝固过冷度的主要因素有哪些？3、简述通过控制合金凝固过程细化金属晶粒度的主要方法及机理；4、简述平整界面、粗糙界面晶体液－固界面结构与晶体生长特性、晶体生长形态的关系；5、分别简述影响纯金属与单相合金凝固时凝固平界面稳定性的主要因素；6、相图、相律；建立合金相图的基本方法及基本原理。
锡冶炼工艺中的物理冶金学原理考核试卷
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.锡冶炼工艺中，物理冶金学原理只涉及金属的熔炼过程。（）
2.锡的电解精炼过程中，阴极发生氧化反应，阳极发生还原反应。（）
A.电解质的导电性
B.电解质的化学稳定性
C.电解质对金属的溶解能力
D.电解质的成本
18.锡冶炼中的物理冶金学问题，以下哪些与材料的力学性能相关？()
A.杂质分布
B.晶粒大小
C.晶界特性
D.热处理工艺
19.以下哪些是锡冶炼过程中的环保措施？()
A.炉渣的环保处理
B.烟气的净化
C.废水的处理
D.噪音控制
3.锡冶炼中的炉渣主要作用是吸收杂质。（）
4.在锡的凝固过程中，冷却速度越快，晶粒越细。（）
5.锡冶炼中的物理冶金学原理与金属的热处理工艺无关。（）
6.使用真空吸滤机可以有效地从锡液中分离出固体杂质。（）
7.锡冶炼过程中，所有杂质都可以通过电解精炼去除。（）
8.锡的熔炼过程中，搅拌速度越快，熔炼效果越好。（）
A.吸收杂质
B.调节温度
C.提供保护气氛
D.生成有用的副产品
19.下列哪种物理冶金学现象在锡的电解精炼过程中常见？()
A.阴极沉积
B.阳极溶解
C.极化现象
D.气体析出
20.锡冶炼工艺中，关于物理冶金学原理的描述，以下哪项是错误的？()
A.物理冶金学涉及金属的熔炼、凝固和热处理等过程
B.物理冶金学关注金属和合金的微观结构变化
3.分析锡的凝固过程中可能出现的微观结构缺陷，以及这些缺陷对锡产品质量的影响。
北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案
北京科技大学-冶金物理化学-模拟三套卷及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考试模拟试题（一）试题编号：809 试题名称：冶金物理化学一．简答题（每题7分，共70分）1.试用热力学原理简述氧势图中各直线位置的意义。
2.简述规则溶液的定义。
3.简述熔渣分子结构理论的假设条件。
4.已知金属氧化反应方程式（1）、（2）、（3），判断三个方程式中，哪个M是固相，液相，气相？确定之后，计算M的熔点和沸点。
已知（1）2M+O2 = 2MO（s）ΔG1θ= -1215000 + 192.88T（2）2M+O2 = 2MO（s）ΔG2θ = -1500800 + 429.28T（3）2M+O2 = 2MO（s）ΔG3θ = -1248500 + 231.8T5. 简述三元系相图的重心规则。
6. 试推导当O2在气相中的分压小于0.1Pa时硫容量的一种表达式。
7. 试写出熔渣CaO-SiO2的光学碱度的表达式。
8. 推导在铁液深度为H的耐火材料器壁上活性空隙的最大半径表达式。
9. 简述双膜传质理论。
10. 试推气固相反应的未反应核模型在界面化学反应为限制环节时的速率方程。
二．计算题（30分）在600℃下用碳还原FeO制取铁，求反应体系中允许的最大压力。
已知：FeO（s） = Fe（s）+ 1/2 O2(g) Δr Gθ= 259600 –62.55T ，J/molC(s) + O2 = CO2(g) Δr Gθ= -394100 + 0.84T，J/mol2C(s) + O2(g) = 2CO(g) Δr Gθ= -223400 - 175.30T ，J/mol 三．相图题（25分）1）标明各相区的组织。
2）分析x点的冷却过程，画出冷却曲线，并用有关相图的理论解释。
四．对渣-钢反应 [A] +(B2+) = (A2+) + [B] （25分）(1)分析该反应有几个步骤组成。
金冶炼过程中的物理冶金原理考核试卷
7.在火法冶金中，常用的焙烧设备是______。
8.湿法冶金中，从含金溶液中提取金常用的方法是______。
9.金的延展性非常好，可以被加工成厚度仅为______的薄片。
10.金冶炼过程中，提高冶金效率的一个关键是优化______。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
19. BD
20. ABCD
三、填空题
1. Au
2. 1064
3.硫脲
4. Au + 2CN^- → Au(CN)2^-
5.电解精炼
6. 19.32
7.焙烧炉
8.沉淀法
9. 1/25000毫米
10.冶炼工艺参数
四、判断题
1. ×
2. ×
3. ×
4. √
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10. ×
A.粉碎
B.焙烧
C.混合
D.磁选
20.在金冶炼过程中，下列哪种物质可以用于提取金？（）
A.铜
B.铅
C.硫酸
D.氰化钠
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.金冶炼过程中的物理冶金方法包括哪些？（）
A.火法冶金
B.湿法冶金
C.电冶金
五、主观题（参考）
1.火法冶金在高温下进行，适用于处理高品位金矿，能够快速分解矿石，但能耗高，环境污染严重。湿法冶金在常温下进行，适用于处理低品位矿，环境污染小，但处理速度慢，对矿石类型有要求。
2.氰化法利用氰化物与金形成稳定的络合物，使金从矿石中溶解出来。应用中需注意氰化物的毒性和环境污染问题，通常与其他方法结合使用。
物理冶金学五六章习题答案
第五章 钢的塑性应力和流动应力5-1 屈服效应：（是指在拉伸曲线上出现上屈服点、下屈服点和屈服延伸区的现象）屈服现象与间隙的碳、氮原子被位错吸引有关。
溶质原子或间隙原子、置换原子倾向于聚集到位错周围形成柯氏气团，使位错被钉扎住，当外加应力超过一个临界值（上屈服点）时，位错冲破柯氏气团的钉扎并在一个较低的应力（下屈服点）作用下运动。
应变时效：（通过预变形而消除了屈服效应的材料在高温或室温下搁置以后又出现屈服效应的现象）在搁置期间，杂质原子向位错扩散，在位错附近重新形成柯氏气团，使位错重新被钉扎。
5-2 第I 阶段是易滑移阶段，滑移仅在一个滑移系上进行，运动位错在很长距离内没碰到障碍。
第II 阶段滑移在若干滑移系上同时进行，位错彼此交截，使许多位错被钉扎加工硬化强烈。
第III 阶段位错通过交滑移绕过障碍，加工硬化速度随变形增σ加而逐渐降低。
5-3 ''',A s D p s s σσσσσ+++=’‘，'Aσ—晶体点阵对单晶体的流动应力的贡献 ',s s σ—溶质原子对单晶体流动应力的贡献'p σ—第二相微粒子对单晶体流动应力的贡献'Dσ—位错之间相互作用对单晶体流动应力的贡献5-4 扩展的霍尔-佩奇公式：2/1,-++++++=kd T s D p s s A s σσσσσσσ ，与单晶体相比多了s σ—亚晶界对流动应力的贡献，T σ—织构对流动应力的贡献，2/1-kd —晶界对流动应力的贡献。
5-5 （1）多晶体材料通常有较高的弹性极限和较高的加工硬化率。
（2）多晶材料应力—应变曲线无第I 阶段，仅由第II 、III 阶段组成。
（3）在有的多晶材料中，塑性变形可能引起其他组织结构的变化，从而使应力—应变曲线呈现为其他形状。
5-6 略（见教材P78）5-7 提高金属屈服强度方法有两个：（1）尽量减少金属中的缺陷，使之接近理想的完整晶体，让所有原子同时参加抵抗外加应力的作用。
金冶炼过程中的物理冶金技术考核试卷
B.火法冶炼
C.湿法冶金
D.生物冶金
9.金冶炼过程中，哪种物质的加入有助于金的沉淀？（）
A.硫酸
B.氨水
C.氯化钠
D.硫化钠
10.下列哪个因素会影响金的电解精炼效果？（）
A.电解液温度
B.电解液浓度
C.电流密度
D.所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ上述因素
11.金冶炼过程中，以下哪个方法可以用于金的回收？（）
A.硫酸化法
8.金的物理冶金技术包括矿石的粉碎和高温熔炼。（√）
9.在金冶炼过程中，所有的废液都可以通过结晶法处理。（×）
10.电解法是金冶炼过程中唯一的一种物理冶金技术。（×）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述金冶炼过程中火法冶炼的基本原理及其主要步骤。
2.描述湿法冶金技术中氰化浸出金的基本过程，并说明影响氰化浸出效率的主要因素。
A.结晶法
B.蒸馏法
C.吸附法
D.沉淀法
7.以下哪些因素会影响金在冶炼过程中的溶解度？（）
A.温度
B.氧化剂浓度
C.还原剂浓度
D.溶液pH值
8.金的湿法冶金过程中，以下哪些化学反应是常见的？（）
A.氨水浸出
B.硫酸化反应
C.氧化反应
D.还原反应
9.在金冶炼中，以下哪些方法可以用来提取金银？（）
A.混汞法
3.金的物理冶金过程中，以下哪些方法可以用于金的精炼？（）
A.混汞法
B.硫酸化法
C.电解法
D.熔炼法
4.以下哪些设备在金冶炼过程中被使用？（）
A.冶炼炉
B.电解槽
C.搅拌槽
D.矿石粉碎机
5.以下哪些条件会影响金的电解精炼？（）
银冶炼的物理冶金学考核试卷
3.银的氰化浸出过程中，氰化钠的浓度越高，提取效率越好。（）
4.银的电解精炼中，电流密度越大，精炼效率越高。（）
5.在银的火法熔炼过程中，加入铜可以降低银的熔点。（√）
6.银的物理提取方法包括磁选、洗涤和电解。（×）
7.银冶炼过程中的尾矿可以直接排放。（×）
A.炉温
B.炉渣成分
C.燃料类型
D.熔炼时间
13.银的氰化浸出过程中，以下哪些操作是正确的？()
A.矿石细磨
B.添加氰化钠
C.高温加压
D.用锌粉置换银
14.以下哪些方法可以用于银的化学提取？()
A.氯化法
B.硫酸化法
C.氰化法
D.硝酸化法
15.银冶炼过程中的环保问题主要包括哪些方面？()
A.氰化物污染
15.银冶炼过程中的尾矿处理，以下哪种做法不正确？()
A.尾矿库储存
B.尾矿再处理
C.直接排放
D.尾矿固化
16.银的电解精炼中，电解液的pH值通常控制在？()
A. 1-2
B. 4-6
C. 8-10
D. 12-14
17.在银的火法熔炼中，以下哪种物质常用作助熔剂？()
A.石灰石
B.硅砂
C.铝矾土
D.硼砂
18.银的物理提取方法中，重力选矿法主要依赖于银的哪个物理性质？()
A.密度
B.硬度
C.颜色
D.熔点
19.银的提取过程中，哪种操作可能会导致氰化物的释放？()
A.矿石粉碎
B.焙烧
C.氰化浸出
D.金银分离
20.银的电解精炼中，如果阴极出现泥状沉积物，可能的原因是什么？()
A.电解液温度过高
冶金原理复习试题(分章)
第一章 热力学基础一、名词解释：（溶液的）活度，溶液的标准态，j i e （活度的相互作用系数），（元素的）标准溶解吉布斯自由能，理想溶液，化合物的标准摩尔生成吉布斯自由能。
二、其它1、在热力学计算中常涉及到实际溶液中某组分的蒸汽压问题。
当以纯物质为标准态时，组分的蒸汽压可表示为＿＿＿＿＿＿；当以质量1%溶液为标准态时，组分的蒸汽压可表示为＿＿＿＿＿＿；前两种标准态组分的活度之比为＿＿＿＿。
2、反应MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，G θ∆=268650-158.4T 1J mol -⋅，在标准状态下能进行的最低温度为＿＿＿＿＿＿K 。
该反应为（填“吸或放”）＿＿＿＿＿＿热反应。
当T=991K ，总压为101325Pa 时，该反应＿＿＿＿＿＿(填“能或否”)向正方向进行；在991K 时，若要该反应达到化学平衡的状态，其气相总压应为＿＿＿＿＿＿Pa ；若气相的CO 分压为Pa 5102⨯，则开始还原温度为＿＿＿＿＿＿。
反应MnO(s)+C(s)=Mn(s)+CO(g)，14.158268650-⋅-=∆mol TJ G θ,在标准状态下能进行的最低温度为＿＿＿＿＿＿。
3、理想溶液是具有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿性质的溶液；理想溶液形成时，体积变化为＿＿＿＿，焓变化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实际溶液与理想溶液的偏差可用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿参数来衡量。
4．判断冶金生产中的化学反应能否向预想的方向进行，在等温、等压下用＿＿＿＿热力学函数的变化值；若该反应在绝热过程中进行，则应该用＿＿＿＿函数的变化值来判断反应进行的方向。
5．冶金生产中计算合金熔体中杂质元素的活度常选的标准态是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
对高炉铁液中[C]，当选纯物质为标准态时，其活度为＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
6．物质溶解的标准吉布斯自由能是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；纯物质为标准态时，标准溶解吉布斯自由能为＿＿。
(完整word版)物理冶金学第四章习题及答案
（1）判断位错线上各段位错的类型。
（2）有一切应力施加于滑移面，且与柏氏矢量平行时两条位错线的滑移特征有何差异？
解：（1）在两根位错线上，除1～2、3～4段为刃型位错以外，其余各段均为螺型位错。
（3）在足够大的切应力 的作用下，位错环将如何运动？晶体将如何变形？
（4）在足够大的拉应力 的作用下，位错环将如何运动？它将变成什么形状？晶体将如何变形？
解：（1）AB是右螺型位错，CD是左螺型位错；根据右手法则，BC是正刃型位错，DA是负刃型位错。
（2）设想在完整晶体中有一个贯穿晶体的上、下表面的正四棱柱，它和滑移面MNPQ交于ABCDA。现让ABCDA上部的柱体相对于下部的柱体滑移 ，柱体外的各部分晶体均不滑移。这样，ABCDA就是在滑移面上已滑移区（环内）和未滑移区（环外）的边界，因而是一个位错环。
当两根异号刃型位错无限靠近时，相遇相消，其总能量为零。
7.在如图所示的立方体形晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量 平行于AC。
（1）指出位错环各部分的位错类型。
（2）指出使位错环向外运动所需施加的切应力的方向。
（3）位错环运动出晶体后晶体外形如何变化？
解：（1）1点为正刃型位错，2点为右螺型位错，3点为负刃型位错，4点为左螺型位错，其余均为混合位错。
3.证明位错线不能终止在晶体内部。
解：设有一位错C终止在晶体内部，如图所示，终点为A。绕位错C作一柏氏回路L1，得柏氏矢量b。现把回路移动到L2位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b。但从另一角度看，L2内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。这二者是矛盾的，所以这时不可能的。
物理冶金原理课件阶段复习知识与及习题参考答案
热力学基础
题目1
简述热力学第一定律的内容及其在物理冶金中的应用。
答案1
热力学第一定律指出，在一个封闭系统中，能量不能消失或产生，只能从一种形 式转化为另一种形式。在物理冶金中，这一原理用于指导金属材料的熔炼、凝固 和相变过程，通过控制温度、压力等条件实现能量的有效利用和转化。
热力学基础
题目2
解释热力学第二定律中熵的概念，并说明其在冶金过程中的应用。
结果分析
根据实验数据，对实验结果进行分析 和解释，探讨实验现象的本质和规律 。
实验结果与讨论
实验结果
总结实验的主要结果，包括观察到的现象、测量的数据等。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探讨可能的误差来源、实验条件的优化等，并提出进一步的 研究方向。
05 习题参考答案
热力学部分习题答案
总结词
掌握热力学基本概念和原理，能够解决实际 问题。
04 物理冶金原理实验与实践
实验设备与实验方法
实验设备
介绍实验所需的设备，如高温炉 、真空炉、金相显微镜等，以及 这些设备的主要功能和使用方法 。
实验方法
详细说明实验的操作流程，包括 实验前的准备、实验过程、实验 后处理等，以及实验中需要注意 的事项。
实验数据处理与分析
数据处理
介绍实验数据的收集、整理、处理和 分析的方法，包括数据的图表表示、 统计分析等。
动力学基础
题目4
解释固态相变过程中动力学控制的相变机制，并说明 其对金属材料性能的影响。
答案4
固态相变过程中，相变机制受到动力学控制。根据动力 学条件的不同，相变机制可以是扩散控制或界面控制的 。扩散控制的相变机制涉及原子在固溶体中的长程扩散 ，如调幅分解和有序化过程；而界面控制的相变机制则 涉及新旧相之间的界面移动，如马氏体相变和贝氏体相 变等。这些相变机制对金属材料的性能具有重要影响， 如通过控制相变速率可以调控材料的力学性能和物理性 能。
物理冶金学试题答案补充
19．试说明电化学腐蚀的条件，分析氢和氧在电化学腐蚀中的作用金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。
在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。
直接造成金属材料破坏的是阳极反应。
(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)负极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+Fe2+＋2H2O=Fe(OH)2＋2H+正极(杂质)：2H+＋2eˉ=H2电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)负极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+正极：O2＋2H2O＋4eˉ=4OHˉ总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。
20．分析常见的特殊腐蚀的形成原因及防止措施腐蚀的分类（1）均匀腐蚀以任何形式使金属整个表面都受到同样程度腐蚀的情况称为均匀腐蚀。
这是最普遍的，在这种情况下，材料的使用寿命是容易估算的，因而不必担心材料发生意外的损坏。
(2)晶间腐蚀①当晶粒边界和合金的其余部分的化学反应性能存在着显著的差别时，就要发生晶间腐蚀。
②把不锈钢加热到480℃～760℃范围内，碳化铬在晶界形成时发生这种差别。
晶界区域因富铬的碳化铬的析出而贫铬，对于周围的合金而言，它便成为了阳极。
于是腐蚀变能在晶界发生，见图11.9.③为了防止铬的贫化，一种方法是应用含碳量很低（0.03％碳）的钢。
另一种是加钛或者铌的方法使之形成钛的碳化物和铌的碳化物，在钢中几乎不留下可能与铬化和的碳。
锡冶炼过程中的物理冶金考核试卷
A.反应釜
B.炉子
C.电解槽
D.吸附塔
19.锡冶炼过程中，下列哪种物质可用作助熔剂？（）
A.石灰石
B.石英砂
C.碳酸钙
D.氧化钙
20.下列哪种方法可用来检测锡电解液中的锡含量？（）
A.原子吸收光谱法
B.电感耦合等离子体质谱法
C.紫外可见分光光度法
D.氢化物发生原子荧光光谱法
A. Sn → Sn2+ + 2e-
B. Sn → Sn4+ + 4e-
C. Sn2+ → Sn4+ + 2e-
D. Sn4+ → Sn2+ + 2e-
13.锡冶炼过程中，下列哪种方法可用来富集锡矿石？（）
A.浮选法
B.磁选法
C.重选法
D.溶解法
14.下列哪种因素会影响锡熔炼过程中的热效率？（）
A.燃料类型
7.锡精炼过程中，用来去除杂质的化学试剂是______。
8.锡的电解过程中，阴极发生的反应是______。
9.锡冶炼过程中，用于富集锡矿石的常见方法是______。
10.检测锡电解液中的锡含量，常用的方法是______。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
C.方铅矿
D.硫酸铜
2.锡冶炼过程中，下列哪个步骤属于物理冶金过程？（）
A.焙烧
B.熔炼
C.精炼
D.电解
3.锡精矿的熔炼温度一般控制在：（）
A. 1200℃
B. 1300℃
C. 1400℃
D. 1500℃
4.锡熔炼过程中，下列哪种物质可作为还原剂？（）
物理冶金学习题答案
2、被激发的氢原子中的电子能量从E2状态降到状态E1时，释放的辐射能量的频率是多少？相应的辐射波长是多少？其中E=hv，λv=c3、一束强烈的绿光（λ=0.5μm）不足以从金属镁中打出一个内层电子，但用一个波长为1Å的极弱的x射线却可以实现这一点。
用量子物理解释这种明显异常现象。
4、一个电荷为-e的电子与电荷为+e的核离开的距离为r时，电子的位能为W，试据此推导方程：5、电子的总能量E由位能W和动能K相加求得，位能的表达式为，动能的常用表达式为,将动能的表达式改用ｅ和ｒ来表示，求出Ｅ的表达式。
６、试证明：立方晶系的[111]晶向垂直于（111）晶面7、求出立方晶系中[321晶向与[401]晶向的夹角。
8、试利用计算简单立方晶体的(100)，(110)，(111)等晶面间距，并指出晶面间距最大的晶面。
9 如果γls=2.0J/m2和γss=0.4J/m2，试估算下列条件时的系统能量的差值a）一个10-12m2的液体颗粒位于固体的晶界上b）一个10-12m2的液体颗粒位于晶粒中心6.27如下：10 将两块垂直放置，相距为d=2×10-4m的铜板在1000℃进行银焊，求银液上升的高度h，银在1000℃时的表面张力γ=0.923J/m;银的密度ρ=10.5g/m3.运用公式11渗碳钢部件在870℃（1600℉）渗碳比在927℃（1700℉）渗碳的优点是可以得到晶粒更细小的成品。
a）计算在870℃下碳在γ-Fe中的扩散系数（D0=2.0×10-5m2/s，Q=140×103J/mol)b)为达到927℃10小时渗碳同样的效果，在870℃渗碳需要多少时间（碳溶解度的变化不计算）c）取0.3%C作为渗碳层的测量基点，取1.2%C作为870℃渗碳最高溶解度，并且不计算温度对奥氏体中最低溶碳量的影响。
求870℃渗碳10小时的渗层厚度是927℃渗碳10小时渗层厚度的百分之几？12公式可用来近似地算出脱碳的程度。
(完整word版)物理冶金考试题
08年闭卷部分：(60分＊2小时)1、叙述等温等压条件下多元体系中相平衡条件，证明相率。
（15分）2、以简单四方晶体为例，推导理想固溶体在具有浓度梯度条件下沿[100]方向扩散的菲克第一定律，根据推导公式,说明各个参数的物理意义，重点阐述哪些参数影响扩散系数。
（15分）(见公式推导1)3、列举任何一种可形成沉淀硬化相的合金系，并且画出其相图(部分）的基本特征，依据相图说明获得硬化相的途径，通过位错运动与硬化相的作用关系分析沉淀硬化机理。
（15分）4、推导匀质形核纯金属凝固过程中临界形核半径与过冷度的关系，从形核率角度说明过冷度对形核难易的影响。
（15分）开卷部分：（40分*1小时）1、论述GIBBS自由能理论、位错理论、扩散理论三者之间的相互关系以及它们在金属材料研究中的重要作用。
09年闭卷部分：(60分*2小时）2、以纯金属的平衡相图为例，推导晶粒尺寸r＊与过冷度之间的关系。
3、画出一个典型的共晶相图，并且画出各个特征相区域的成分吉布斯自由能曲线示意图。
凝固课本P644、画出面心立方晶体的（111)晶面，指出各原子的位置，在晶面上标出几个晶向。
5、以简单四方晶体为例，推导理想固溶体在具有浓度梯度条件下沿[100]方向扩散的菲克第一定律，根据推导公式，说明各个参数的物理意义，重点阐述哪些参数影响扩散系数.P226开卷部分：（40分＊1小时）6、1）单向拉伸多晶体金属2）合金的固溶时效处理2012年（1题共40分,任选5小题回答，每小题8分)1、判断对错并说明理由(1）可以获得溶质过饱和的固溶体，但是没有办法获得空位过饱和的固溶体。
（答:错.因为：空位浓度是温度的函数,只要温度高于绝对零度,金属中就存在空位，温度越高空位浓度越大，将高温金属快速冷却至低温就会获得空位过饱和的固溶体.）(2)等温等压下多元合金系中，相平衡条件是各项的自由能。
（3)直线位错必然是刃型位错或者螺型位错。
（答：错。
直线位错也可能是混合型位错，当该直线位错线与其柏氏矢量垂直时为刃型位错，平行时为螺型位错，即不平行又不垂直时为混合型位错.)（4)可热处理强化铝合金是指那些可以通过固溶时效处理达到强化效果的铝合金。
物理冶金原理课件阶段复习与习题参考答案
熔点越高扩散激活能越大扩格奇变越小扩散系数越小
化学亲和力越高（原子间结合力越强）扩散激活能越大扩散系数越小
• 溶剂金属性质：晶体结构、熔点、结合能
晶体结构致密度越高（BCC与 FCC相差1500倍) 原子扩散激活能越高、扩散系数越小
• 当溶质原子足够小，可以填充溶剂结构的间隙 时可以形成间隙固溶体。由于金属大多是密堆 积结构，间隙的尺寸与金属原子直径相比是很 小的，故只有氢、硼、碳、氮等非金属元素的 原子才能形成间隙固溶体。间隙原子使晶格严 重变形，能够极大地提够材料的强度。
1-6、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因 素
➢ 晶体学基础
➢ 金属的晶体结构 ➢ 合金的相结构 ➢ 晶体缺陷（位错、界面） ➢ 固体中原子的扩散
晶体学基础
➢ 空间点阵、晶胞及点阵常数 ➢晶面指数及晶向指数的求法 ➢晶面族及晶向族 ➢晶带、晶带轴及晶带定理
晶带轴[u v w]，晶带的晶面(h k l) hu+kv+lw=0
1-2、在面心立方晶胞中，ABCD四点构成一个正四面体，四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)， 写出该四面体中四个面的晶面指数及 六条边的晶向指数。
向，即位错运动导致晶体滑移的方向，模表示 畸变程度，即位错强度。 • 柏氏矢量的守恒性决定了一根位错线具有唯一 的柏氏矢量，柏氏矢量不仅决定位错的组态及 运动方向，对位错的一系列属性，如位错的应 力场、应变能、位错的受力状态、位错的增殖 与交互作用，位错的反应(几何、能量条件)等 都有影响。
3-1 位错的定义及基本性质
滑移 攀移 • 形状： 直线、平面曲线 平面折线、环状
硅冶炼过程中的物理冶金考核试卷
B.硅石
C.焦炭
D.铝矾土
12.硅的化学符号是什么？（）
A. Si
B. S
C. Al
D. Fe
13.下列哪种气体在硅冶炼过程中起到保护作用？（）
A.氮气
B.氧气
C.二氧化硫
D.氩气
14.硅在金属元素中的位置是？（)
A.过渡元素
B.金属
C.类金属
D.稀有气体
15.硅的电子排布是什么？（）
A. 1s²2s²2p⁶3s²3p²
B.还原剂的活性
C.炉渣的熔点
D.炉料的成本
11.以下哪些是硅冶炼过程中的副产品？（）
A.硅铁
B.硅锰
C.硅钡
D.硅酸
12.以下哪些条件有利于提高硅的提取效率？（）
A.高炉温
B.低氧势
C.适当的炉渣碱度
D.较长的反应时间
13.硅冶炼过程中，以下哪些措施可以减少能耗？（）
A.优化炉料结构
B.提高炉子的绝热性能
C.使用高效的还原剂
D.降低炉渣的熔点
14.以下哪些因素会影响硅产品的粒度分布？（）
A.熔体的冷却速度
B.熔体的搅拌强度
C.硅的凝固速度
D.炉料的加入方式
15.硅冶炼过程中的环保措施包括哪些？（）
A.炉渣的处理和回收
B.废气的净化和利用
C.噪音的控制
D.生态修复
16.以下哪些是硅冶炼设备的关键组成部分？（）
9.硅在半导体行业中的主要应用是______。
10.硅冶炼过程中，用于保护硅不被氧化的气体是______。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.硅是一种金属元素。（）
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物理冶金学考试题（2012年6月11日）
一、名词解释（每小题5分，共30分）
1. 固溶体
一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。
2. 共析转变
两种以上的固相新相，从同一固相母相中一起析出，而发生的相变，称为共析转变3. 成分过冷
在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷。
4. 钢的淬火
将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、贝氏体和奥氏体等的热处理工艺。
5. 柯肯达尔效应
柯肯达尔效应（kirkendall effect）原来是指两种扩散速率不同的金属在扩散过程中会形成缺陷，现已成为中空纳米颗粒的一种制备方法。
可以作为固态物质中一种扩散现象的描述。
6. 加工硬化
金属材料在再结晶温度以下塑性变形时，由于晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，使金属的强度和硬度升高，塑性和韧性降低的现象，称加工硬化或冷作硬化。
二、简答题（任选四题，每小题10分，共40分）
1. 在一个简单立方晶胞内画出一个（110）晶面和一个[112]晶向。
2. 为什么钢淬火后要回火？回火后组织和性能有哪些变化？
淬火钢存在内应力，性能很脆，回火可以提高韧性、强度等。
低温回火下具有高硬度、高耐磨性和较好的韧性
中温回火提高弹性极限，具有较好的屈服强度
淬火加高温回火又称调质处理，强度高，塑性和韧性也较好
3. 推导均质形核纯金属凝固过程中临界晶核半径与过冷度的关系。
解答：液态金属结晶时，均匀形核时临界晶核半径r K与过冷度△T关系为
T
L
T
r
m
m
∆
-
=
σ2
，
临界形核功△G K等于
()2
2
3
3
16
T
L
T
G
m
m
k∆
∙
=
∆
σ
π。
异质形核时固相质点可作为晶核长大，其临
界形核功较小，
()k
m
m
k
G
T
L
T
G∆
+
-
=
∆
∙
+
-
=
∆
4
cos
cos
3
2
3
16
4
cos
cos
3
23
2
2
3
3
*
θ
θ
σ
π
θ
θ
，
θ为液相与非均匀形核核心的润湿角。
形核率与过冷度的关系为：
]
exp[）
（
kT
G
kT
G
C
N k
A
∆
+
∆
-
=
，其中N为形核率，C为常
数，ΔG A、ΔG k分别表示形核时原子扩散激活能和临界形核功。
在通常工业凝固条件下形核率随过冷度增大而增大。
4. 浓度差会引起扩散，扩散是否总是从高浓度处向低浓度处进行？为什么？
扩散是由于梯度差所引起的，而浓度差只是梯度差的一种。
当另外一种梯度差，比如应力差的影响大于浓度差，扩散则会从低浓度向高浓度进行。
5. 画出一个典型共晶相图，并且画出各个特征相区域的成分吉布斯自由能曲线示意图。
/view/884e2afe700abb68a982fb4a.html
三、论述题（任选一题，每小题30分，共30分）
1. 材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。
/view/e3980afcaef8941ea76e05a6.html第4页
2. 固态相变的主要特点。
/view/6af5efc8050876323112124d.html
固态相变的特点
固态相变有以下主要特征：
由于生成相与母相之间比容不同,或由于共格面上原子错配度较大而产
生应变能。
这种应变能是固态相变的阻力，也会影响相变进程及生成相的形状。
固态相变时，往往首先产生形核功最小的亚稳相，再演变为平衡的稳定
相。
相变时晶核优先在晶体缺陷处形成。
生成相与母相之间存在着一定的结晶学取向关系，因为这种关系能降低
界面能，使相变沿阻力最小的途径进行。
晶核长大有两种方式，一是改组式，二是移位式。
前者需要原子的扩散，
后者则不要。
由于固态下原子扩散困难，故由扩散控制的固态相变，其转变速率很慢，
且受温度影响很大。
3. 塑性变形对材料组织和性能的影响。
/p-90650131857.html第28页。